Definitie van nucleator

Nucleating agent is een nieuw functioneel additief dat wordt toegepast op polyethyleen, polypropyleen en andere onvolledig gekristalliseerde kunststoffen om de gietcyclus te verkorten, de transparantie, treksterkte, stijfheid, taaiheid en andere fysieke en mechanische eigenschappen van producten te verbeteren door het kristallisatiegedrag van de hars te veranderen, de kristallisatiesnelheid te versnellen, de kristallisatiedichtheid te verhogen en de microfabricage van de korrelgrootte te bevorderen.

 

Werkingsmechanisme van nucleator (PP-producten)

Wanneer de nucleator wordt toegevoegd aan de kunststof, spelen de nucleatordeeltjes de rol van kristalkernen, dat wil zeggen dat er extern meer kernen worden toegevoegd, wat een goed broeinest oplevert voor de kristallisatie van kunststoffen, waardoor de kristallisatie wordt bevorderd.

In het algemeen moeten nucleatordeeltjes voldoende hoogte-breedteverhouding hebben. Echter, nucleating agents hebben over het algemeen de neiging om een sterke en anisotrope kristallisatieoriëntatie in het materiaal te veroorzaken, vooral in de lengte- versus dwarsrichting (MD/TD) van vlakke onderdelen. Dit verschil in krimp en ongebalanceerde oriëntatie komt verder naar voren in sommige processen zoals solid phase pressure forming (SPPF), wat kan leiden tot kromtrekken na het gieten.

Daarom moet een goed kiemmiddel in staat zijn om een evenwichtige kristallijne oriëntatie in het langs- en dwarsvlak van het PP-onderdeel te bereiken, waardoor een uitstekende maatvastheid ontstaat en vervormings- en krimpproblemen worden beperkt.

Classificatie van gangbare nucleatoren

(1) Alfa kristallijn nucleator:

Verbeter hoofdzakelijk de transparantie, oppervlakteglans, starheid, de temperatuur van de hitteafbuiging van het product, en ook genoemd geworden transparante agent, doordringbaarheidsversterker, starheidsversterker. Hoofdzakelijk met inbegrip van bifurcated sorbitol (DBS) en zijn derivaten, aromatische fosfaatzouten, substitutie van benzoëzuurzouten, enz., vooral is de toepassing van DBS die transparante agent kernen is het gemeenschappelijkst.

Alfa kristallijne nucleatoren kunnen worden onderverdeeld in anorganische en organische volgens de structuur.

(1) Anorganische klasse

Anorganische nucleatoren zijn voornamelijk talk, calciumoxide, roet, calciumcarbonaat, mica, anorganische pigmenten, kaolien en katalysatorresten. Dit zijn de vroegst ontwikkelde goedkope en praktische nucleatoren, de meest onderzochte en toegepaste zijn talk, mica, enz.

(2) Organisch

(a) metaalzouten van carbonzuren: zoals natriumsuccinaat, natriumglutaraat, natriumhexanoaat, kaliumbenzoaat, lithiumbenzoaat, natriumcinnamaat, natrium-β-naftoaat, enz. Onder hen, benzoëzuur alkalimetaal of aluminium zout, tert-butyl benzoëzuur aluminium zout, enz. Het effect is beter, de gebruiksgeschiedenis is langer, maar de transparantie is slecht.

(b) fosfaatmetaalzouten: organische fosfaten omvatten voornamelijk fosfaatester metaalzouten en fosfaatester alkalimetaalverbindingen en hun complexen, enz. Dit type nucleator wordt gekenmerkt door transparantie, stijfheid, kristallisatiesnelheid, etc., maar slechte dispersie.

(c) sorbitolbenzylvork derivaten: de transparantie, oppervlakte glans, stijfheid en andere thermomechanische eigenschappen van de producten hebben een aanzienlijke verbetering effect, en hebben een goede compatibiliteit met PP, is een klasse van transparante nucleating agent is momenteel in diepgaande studie. De goede prestaties, lage prijs, is uitgegroeid tot de meest actieve ontwikkeling in binnen-en buitenland, de meeste variëteiten, de grootste productie en verkoop van een klasse van nucleating agents. Er zijn voornamelijk dibenzylvork sorbitol (DBS), twee (tot een methylbenzylvork) sorbitol (P-M-DBS), enz.

(d) polymeertype kernende agent met hoog smeltpunt: momenteel zijn er voornamelijk polyvinylcyclohexaan, polyvinylpentaan, ethyleen/acrylaat copolymeer, enz. Het is slecht mengbaar met polyolefinehars en heeft een goede dispersie.

(2) β-kristal nucleating agent

Ze zijn ontworpen om polypropyleenproducten met een hoog β-kristallijn gehalte te verkrijgen en hebben het voordeel dat ze de slagvastheid van de producten verbeteren zonder de warmteafbuigingstemperatuur van de producten te verlagen of zelfs te verhogen, zodat de twee tegenstrijdige aspecten van slagvastheid en warmteafbuiging met elkaar in evenwicht kunnen worden gebracht.

Eén groep bestaat uit een klein aantal dikke ringverbindingen met quasiplanaire structuren.

De andere groep bestaat uit bepaalde dicarbonzuren met oxiden, hydroxiden en zouten van metalen uit groep IIA van het periodiek systeem. Het kan PP modificeren door de verhouding van verschillende kristalvormen in het polymeer te veranderen.

 

Het toevoegen van een nucleator heeft de volgende effecten

1, verkorten PP gieten cyclus

Het toevoegen van nucleating agent kan de herkristallisatietemperatuur van polypropyleen verhogen, de kristallisatiesnelheid versnellen en de kristallisatie in een korte koeltijd voltooien. Door 0,2% RQT-CH toe te voegen, kan de cyclus van het spuitgieten van PP met 7s verkort worden en kan de werkefficiëntie met 14% verhoogd worden, wat zeer zinvol is voor grootschalige spuitgietproducten.

2, verbeteren PP mechanische eigenschappen

De dichtheid van de kristallijne polypropyleen fase is hoger dan die van de niet-kristallijne fase en heeft een uitstekende sterkte. Zonder nucleerende agent, kristallijne polymeren kristallen genereren bij afkoeling in de gesmolten toestand, die automatische kristallisatie, deze bal kristal is niet uniform, onvolledig, dus wanneer de kracht tussen het kristallijne deel van de bal kristal-interface en de niet-kristallijne deel, de kloof tussen de gebroken korrels is de eerste te worden vernietigd; bij het toevoegen van een kiemvormer kan de groei van het bolkristal worden gecontroleerd, zodat de kern toeneemt, de kristallisatie perfecter is, de kracht uniformer is, zodat u de vloeigrens van het polymeer kunt verbeteren. Daarom kan het de vloeigrens, slagvastheid en oppervlaktesterkte van het polymeer verbeteren en de mechanische eigenschappen van polypropyleen verbeteren.

3, Verhoog de transparantie en glans van het oppervlak van PP. Aangezien PP tijdens het smelt- en afkoelproces zeer weinig spontane kristallisatiekernen heeft, is de kristallisatiesnelheid laag en kunnen er gemakkelijk grote bolvormige kristallen gevormd worden. De diameter van deze bolvormige kristallen is veel groter dan de zichtbare golflengte en het verschil in brekingsindex tussen het kristal en het amorfe gedeelte is groot, wat leidt tot verstrooiing van het licht aan het oppervlak, waardoor de transparantie afneemt. Een product met een goede transparantie moet voldoen aan de eisen van hoge kristalliniteit, nette kristallijne oriëntatie en een kristalgrootte kleiner dan de golflengte van zichtbaar licht. Om de vereiste microfijne sferische kristallisatie van polypropyleen te bereiken, is de toevoeging van nucleatoren een uiterst competitieve methode [8].

4. Effect op thermische eigenschappen

De toevoeging van kiemvormers verhoogt de kristallisatietemperatuur versnelt de kristallisatie, verhoogt de kristallisatiegraad, verhoogt de dichtheid en verhoogt de warmteafbuigingstemperatuur, wat de hittebestendigheid van de hars tot op zekere hoogte kan verbeteren.